專利名稱：一種鋼琴弦碼自動裝配工藝及其專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼琴弦碼自動裝配工藝及其專用設(shè)備，屬于鋼琴音源制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中鋼琴弦碼裝配的傳統(tǒng)工藝包括以下步驟1)將掛弦鐵板裝配到共鳴盤上，共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼，人工用模板刻線方式依托鐵板弦枕高劃出弦碼各音段高度位置；取下掛弦鐵板，將弦碼各位置點(diǎn)手工連成曲線，人工用木工刨或電刨將線外預(yù)留量刨掉，以達(dá)到所要求的弦碼位置，稱鋼琴配碼高；2)隨后在弦碼上用金屬模板號碼釘孔位(約440個)，人工鉆碼釘孔，稱打碼釘孔；3)而后騎碼釘孔中心將妨礙琴弦的部分 弦碼銑削下去，稱弦碼鏟坡；4)最后栽弦碼釘，稱為栽釘。以上工藝過程均為人工操作，每人每天加工約4 6件,可控精度合格范圍±0. 50mm。 傳統(tǒng)工藝中存在以下問題①在鋼琴配碼工序中，一般弦碼高出弦枕全音域分布范圍0. 5 6. 5mm，加工公差要求±0. 2mm，該公差也是對應(yīng)手工操作而定的，在有效弦長與弦碼高差比約50 0. 5 1300 4. 5的木加工情況下，通常超差2 3倍，在大規(guī)模生產(chǎn)的今天，手工操作更難以適應(yīng)質(zhì)量要求，而配碼需精細(xì)加工方可達(dá)到鋼琴音質(zhì)的最佳效果，而且勞動強(qiáng)度大，技術(shù)要求高，責(zé)任心強(qiáng)，加工效率低，因此該工序一直是鋼琴制造行業(yè)的最大難題；②其次在打碼釘孔工序中，因人而異，易造成位置不均勻、角度不準(zhǔn)確、隨意性較強(qiáng)，有效弦長得不到保證，弦碼鏟坡無法三孔等齊，嚴(yán)重者引起弱雜音；③在弦碼鏟坡工序中，要求銑口準(zhǔn)確，而人工很難保證所有切削線均在理論位置上在栽釘工序中，入口不準(zhǔn)確時易傷弦碼表面，且外露高低不均，角度一致性也難以保證。該弦碼裝配工序既是鋼琴核心工作，又是難以質(zhì)量保證的工序，故對員工綜合工素質(zhì)要求極高，隨著整個行業(yè)產(chǎn)量不斷加大，市場競爭日趨激烈，技工短缺，各廠均感到壓力越來越大。目前還存在其他方法，如將弦碼用螺釘固定在共鳴盤上，鐵板配裝后依弦枕劃線，再取下弦碼進(jìn)行加工，依據(jù)所劃線配弦碼高、鉆碼釘孔、銑碼花、栽碼釘，而后粘壓，精度也難以保證，加工效率更低。日本雅馬哈公司將弦碼在與音板粘接前靠數(shù)控加工制作完成，再整體與音板粘接弦碼，從而擺脫了人工配碼方法；其缺點(diǎn)是前期加工投入高，但也僅限普通琴，弦高偏差量也不甚理想，高檔琴仍然為高技能員工人工配弦碼高，可見該工序制作過程中諸因素的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼琴弦碼自動裝配工藝，以有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的技術(shù)要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量，有效提高加工精度，降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)鋼琴弦碼自動裝配的專用設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種鋼琴弦碼自動裝配工藝，該工藝包括以下步驟I)將鋼琴掛弦鐵板裝配到共鳴盤上，共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼，鐵板上的弦枕和次弦枕分布在弦碼的兩側(cè)，弦枕位于弦軸與弦碼之間，次弦枕位于弦碼與掛弦釘之間，在弦枕和次弦枕上各選取30 50個測量點(diǎn)，以共鳴盤底面為基準(zhǔn)面利用數(shù)字測量裝置自動測量并自動記錄各測量點(diǎn)處弦枕和次弦枕的高度，作為弦碼裝配的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后將鋼琴掛弦鐵板取下；2)根據(jù)步驟I)得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依次將弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n_l，次弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n，弦碼點(diǎn)設(shè)定為n，n為整數(shù)且1，根據(jù)以下公式⑴確定弦碼點(diǎn)n處的弦碼高度Zn，用數(shù)控弦碼配高裝置自動銑削弦碼至所需高度，Zn = #000 (2n) + [#000 (2n_l) -#000 (2n) ] *i+Cn (I)其中#000(2n-l)為弦枕測量點(diǎn)處弦枕的高度，#000 (2n)為次弦枕測量點(diǎn)處次弦枕的高度；#000(2n-l)-#000(2n)為相對應(yīng)的兩測量點(diǎn)處弦枕與次弦枕的高度差；i為弦碼點(diǎn)n至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離與弦枕測量點(diǎn)2n-l至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離之比；Cn為該弦碼點(diǎn)n處的所需弦碼高度與兩測量點(diǎn)連線高度的差值，即為成品所需要保證的高差；3)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鉆孔裝置在弦碼上鉆取弦碼碼釘孔；4)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鏟坡裝置沿碼釘孔口的一半將妨礙琴弦的部分弦碼銑削下去；5)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控栽碼釘裝置在碼釘孔位置自動壓入弦碼碼釘。鋼琴掛弦鐵板為鑄造平面框式零件，不能保證弦枕和次弦枕的形位公差；音板為平面木板，弦碼為曲線條狀木條，在現(xiàn)有工藝中，需要將弦碼粘合在音板上后進(jìn)行人工配樣加工，在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下弦碼與音板的粘合，也不能保證弦枕和次弦枕的形位公差。本發(fā)明采用的共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼，音板與弦碼成型為一體后，各個工序均為在數(shù)控單元驅(qū)動下進(jìn)行的自動加工。在使用上述工藝進(jìn)行鋼琴弦碼自動裝配時，可以在所述數(shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置上分別設(shè)置數(shù)字測量裝置，加工之前使用自身裝備的數(shù)字測量裝置采集數(shù)據(jù)并通過計算得出加工參數(shù)，其中數(shù)控弦碼配高裝置上的數(shù)字測量裝置測量的是鐵板弦枕高，數(shù)控鉆孔鏟坡裝置和數(shù)控栽碼釘裝置上的數(shù)字測量裝置測量的是弦碼高。為了實(shí)現(xiàn)批量自動化生產(chǎn)，可以將數(shù)字測量裝置測量的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后分別傳輸?shù)綌?shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置作為加工參數(shù)；也可以在共鳴盤上預(yù)先設(shè)置射頻存儲芯片，將數(shù)字測量裝置測量的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后存儲到該芯片中，通過射頻識別將該芯片中的數(shù)據(jù)分別讀入所述數(shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置作為加工參數(shù)；一種上述的鋼琴弦碼自動裝配工藝的專用設(shè)備，該專用設(shè)備包括分別與數(shù)控系統(tǒng)連接的弦碼配高機(jī)、弦碼鉆孔鏟坡機(jī)及栽碼釘機(jī)，所述弦碼配高機(jī)包括分別設(shè)置在縱向溜板箱上的測量機(jī)構(gòu)I和弦碼配高機(jī)構(gòu)2，該測量機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)3、氣缸4和測量頭5，伺服電機(jī)3通過絲桿6與氣缸4連接，該氣缸4內(nèi)的活塞上附有磁環(huán)7，連接活塞的活塞桿8下端設(shè)有測量頭5，該氣缸3外壁設(shè)置有上位原點(diǎn)常開感應(yīng)開關(guān)9、下位到位常開感應(yīng)開關(guān)10和中位測量常開感應(yīng)開關(guān)11 ；所述弦碼配高機(jī)構(gòu)2包括擺動機(jī)構(gòu)，該擺動機(jī)構(gòu)的上半部設(shè)有一段內(nèi)齒輪12和輸出齒輪13，內(nèi)齒輪12與輸出齒輪13嚙合，擺動機(jī)構(gòu)的下半部設(shè)有固定弧板14和擺動弧板15，擺動弧板經(jīng)中隔板16與銑軸擺板17連接，銑軸擺板經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱18與數(shù)控伺服電機(jī)19連接，銑軸擺板上裝有異步電機(jī)20，該異步電機(jī)通過帶傳動連接銑刀軸21，所述弦碼配高機(jī)構(gòu)2還包括消除輸出齒輪13和內(nèi)齒輪12嚙合間隙的預(yù)緊氣缸22，該預(yù)緊氣缸22固定在溜板箱上，其活塞桿的端部與銑軸擺板17連接；所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)包括設(shè)置在縱向溜板箱上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸24上端經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱25與數(shù)控伺服電機(jī)26連接，主軸的中間段設(shè)有軸承支架27，主軸的下端設(shè)有法蘭盤28 ;該法蘭盤的底面連接有直角彎板29，該直角彎板的下拉垂直面30的右半部裝有鉆孔單元31,左半部裝有伊坡滾統(tǒng)加工單元32 ;所述鉆孔單元包括直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，在該滑塊機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌34上裝有滾動滑塊35，該滾動滑塊上安裝有滑板36，該滑板與第一換位氣缸37和鉆孔氣缸38連接；該滑板上安裝有鉆孔電機(jī)39，鉆孔電機(jī)的輸出軸端裝夾鉆頭，該鉆頭的鉆孔中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心線相交，工作時交點(diǎn)在 工件表面；所述鏟坡滾銑加工單元的燕尾滑板40連接第二換位氣缸41，燕尾滑板上還安裝有異步電機(jī)42和銑刀軸43，該異步電機(jī)通過帶傳動連接銑刀軸，該銑刀軸上安裝有銑刀；所述栽碼釘機(jī)包括設(shè)置在縱向溜板箱上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，在其直角彎板的下拉垂直面的右半部裝有直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，左半部裝有自動振料盤44 ;所述直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)上通過滾動滑塊安裝有滑板，該滑板上安裝有栽釘機(jī)構(gòu)45，該栽釘機(jī)構(gòu)包括沖壓氣缸46、沖桿47、導(dǎo)向套48、進(jìn)料孔
49;沖桿47的一端連接沖壓氣缸46，另一端與導(dǎo)向套48相匹配，該導(dǎo)向套的下端連接進(jìn)料孔49 ;所述自動振料盤44的出口設(shè)有滑梯倉50，該滑梯倉的下端設(shè)有出料桿51，該出料桿連接出料氣缸52，該滑梯倉的出釘口連接導(dǎo)釘管53的一端，該導(dǎo)釘管53的另一端與進(jìn)料孔49相匹配；所述沖壓氣缸的沖壓中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心的交點(diǎn)在碼釘孔的中心。所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)還包括測量機(jī)構(gòu)，該測量機(jī)構(gòu)設(shè)置在直角彎板的下拉垂直面上，其結(jié)構(gòu)與設(shè)置在所述弦碼配高機(jī)上的測量機(jī)構(gòu)相同。所述栽碼釘機(jī)還包括測量機(jī)構(gòu)，該測量機(jī)構(gòu)設(shè)置在直角彎板的下拉垂直面上，其結(jié)構(gòu)與設(shè)置在所述弦碼配高機(jī)上的測量機(jī)構(gòu)相同。所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)與所述栽碼釘機(jī)中的直線導(dǎo)軌與水平面均呈68. 5°夾角。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I、本發(fā)明的工藝有效保證了技術(shù)要求在生產(chǎn)中得以實(shí)現(xiàn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，加工精度高，偏差為±0. 03mm,不超過人工偏差的十分之一，音質(zhì)均勻穩(wěn)定，加工效率提高5倍以上，大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，對工人技能、體力、責(zé)任心等均無過高要求。2、本發(fā)明的專用設(shè)備中的各加工機(jī)均為四軸聯(lián)動數(shù)控坐標(biāo)加工機(jī)(在傳統(tǒng)三維數(shù)控坐標(biāo)加工機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn))，結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)四軸聯(lián)動機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)的功能，成本相對傳統(tǒng)的五軸聯(lián)動機(jī)床低得多。


圖I為鐵板與共鳴盤組合后的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的專用設(shè)備中弦碼配高機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的專用設(shè)備中弦碼鉆孔鏟坡機(jī)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中弦碼鉆孔鏟坡機(jī)的鉆孔單元和鏟坡滾銑加工單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的專用設(shè)備 中栽碼釘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，為鋼琴鐵板與共鳴盤組合后的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的鋼琴弦碼自動裝配工藝包括以下步驟I)將鋼琴掛弦鐵板裝配到共鳴盤上，共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼57，在弦枕55和次弦枕56上各選取30 50個測量點(diǎn)，以共鳴盤底面為基準(zhǔn)面利用數(shù)字測量裝置自動測量并自動記錄各測量點(diǎn)處弦枕和次弦枕的高度，作為弦碼裝配的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后將鋼琴掛弦鐵板取下；2)根據(jù)步驟I)得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依次將弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n_l，次弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n，弦碼點(diǎn)設(shè)定為n，n為整數(shù)且1，根據(jù)以下公式⑴確定弦碼點(diǎn)n處的弦碼高度Zn，用數(shù)控弦碼配高裝置自動銑削弦碼至所需高度，Zn = #000 (2n) + [#000 (2n_l) -#000 (2n) ] *i+Cn (I)其中#000(2n_l)為弦枕測量點(diǎn)處弦枕的高度，#000 (2n)為次弦枕測量點(diǎn)處次弦枕的高度；#000(2n-l)-#000(2n)為相對應(yīng)的兩測量點(diǎn)處弦枕與次弦枕的高度差；i為弦碼點(diǎn)n至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離與弦枕測量點(diǎn)2n-l至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離之比；Cn為該弦碼點(diǎn)n處的所需弦碼高度與兩測量點(diǎn)連線高度的差值，即為成品所需要保證的高差；3)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鉆孔裝置在弦碼上鉆取弦碼碼釘孔；4)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鏟坡裝置沿碼釘孔口的一半將妨礙琴弦的部分弦碼銑削下去；5)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控栽碼釘裝置在碼釘孔位置自動壓入弦碼碼釘。以下結(jié)合本發(fā)明的專用設(shè)備對以上工藝過程做詳細(xì)描述。本發(fā)明的專用設(shè)備包括分別與數(shù)控系統(tǒng)連接的弦碼配高機(jī)、弦碼鉆孔鏟坡機(jī)及栽碼釘機(jī)，均為四軸聯(lián)動加工機(jī)。如圖2所示，為弦碼配高機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。該弦碼配高機(jī)包括分別設(shè)置在縱向溜板箱上的測量機(jī)構(gòu)I和弦碼配高機(jī)構(gòu)2，該測量機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)3、氣缸4和測量頭5，伺服電機(jī)3通過絲桿6與氣缸4連接，該氣缸4內(nèi)的活塞上附有磁環(huán)7，連接活塞的活塞桿8下端設(shè)有測量頭5，該氣缸4外壁設(shè)置有上位原點(diǎn)常開感應(yīng)開關(guān)9、下位到位常開感應(yīng)開關(guān)10和中位測量常開感應(yīng)開關(guān)11 ；在測量過程中，以橫梁為X軸，工作臺為Y軸，上下滑枕為Z軸，X軸和Y軸行進(jìn)到被測量點(diǎn)垂直上方，Z向溜板適當(dāng)上行，留出活塞桿伸出空間，活塞桿伸出(不接觸工件)，處于自由狀態(tài)；此時下位到位感應(yīng)開關(guān)閉合，Z向伺服電機(jī)驅(qū)動絲桿下行，帶動氣缸筒下行，活塞桿下端接觸工件后相對于氣缸筒上行，活塞附磁環(huán)活塞到達(dá)中位測量常開感應(yīng)開關(guān)時，測量開關(guān)閉合，數(shù)控系統(tǒng)得到電信號，Z向停止下行，并將此位置Z向坐標(biāo)自動賦值給變量區(qū)指定代碼(#000n等)。由此測量得到各弦碼點(diǎn)所對應(yīng)的弦枕、次弦枕測量點(diǎn)處的高度，并通過自動計算得出弦碼的加工數(shù)據(jù)。
根據(jù)得到的弦碼加工數(shù)據(jù)利用弦碼配高機(jī)構(gòu)對弦碼進(jìn)行自動銑削加工。該弦碼配高機(jī)構(gòu)在傳統(tǒng)三維數(shù)控坐標(biāo)加工機(jī)縱向溜板箱上加裝了擺動機(jī)構(gòu)，該擺動機(jī)構(gòu)由數(shù)控伺服電機(jī)驅(qū)動，用以實(shí)現(xiàn)弦碼表面扭曲形狀的加工。該擺動機(jī)構(gòu)的上半部設(shè)有一段內(nèi)齒輪12和輸出齒輪13，內(nèi)齒輪與輸出齒輪嚙合，該擺動機(jī)構(gòu)的下半部設(shè)有固定弧板14和擺動弧板15，擺動弧板經(jīng)中隔板16與銑軸擺板17連接，銑軸擺板經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱18與數(shù)控伺服電機(jī)19連接，通過伺服電機(jī)驅(qū)動銑軸擺板以橫梁為X軸，工作臺為Y軸，上下滑枕為Z軸，以銑刀下切線中心為A軸作擺動運(yùn)動，所述弦碼配高機(jī)構(gòu)2還包括消除輸出齒輪13和內(nèi)齒輪12嚙合間隙的預(yù)緊氣缸22，該預(yù)緊氣缸22固定在溜板箱上，其活塞桿的端部與銑軸擺板17連接；銑軸擺板上裝有異步電機(jī)20，該異步電機(jī)通過帶傳動連接銑刀軸21旋轉(zhuǎn)切削，將弦碼銑削至理論高度。該弦碼配高機(jī)構(gòu)對弦碼的擺動加工無需X、Y、Z軸坐標(biāo)補(bǔ)償，而傳統(tǒng)四軸聯(lián)動機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)本加工，雖然 五軸聯(lián)動機(jī)床可實(shí)現(xiàn)，但成本過高。通過弦碼配高機(jī)加工完弦碼碼高后，利用弦碼鉆孔鏟坡機(jī)進(jìn)行鉆碼釘孔和弦碼鏟坡。如圖3、4所示，該弦碼鉆孔鏟坡機(jī)在傳統(tǒng)三維數(shù)控坐標(biāo)加工機(jī)縱向溜板箱23上加裝了垂直于工作臺面的數(shù)控旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)碼釘孔各向指向(碼釘孔俯視投影應(yīng)垂直于該號琴弦，鋼琴琴弦的排列為散射狀)。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，機(jī)床為龍門形式，橫梁為X軸，工作臺為Y軸，上下滑枕為Z軸，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸24上端經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱25與數(shù)控伺服電機(jī)26連接，主軸的中間段設(shè)有軸承支架27，主軸的下端設(shè)有法蘭盤28 ;該法蘭盤的底面連接直角彎板29的水平面，該直角彎板的下拉垂直面30的右半部裝有鉆孔單元31，左半部裝有鏟坡滾銑加工單元32 ;在直角彎板29的下拉垂直面的適當(dāng)位置上還可以設(shè)置測量機(jī)構(gòu)33，其結(jié)構(gòu)與設(shè)置在所述弦碼配高機(jī)上的測量機(jī)構(gòu)相同。鉆孔單元31包括直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，在其直線導(dǎo)軌34上裝有滾動滑塊35，該滾動滑塊上安裝有滑板36，該滑板與第一換位氣缸37和鉆孔氣缸38連接；該滑板上安裝有鉆孔電機(jī)39，鉆孔電機(jī)的輸出軸端裝夾鉆頭，該鉆頭的鉆孔中心線與水平面的夾角呈68. 5°，并與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心線的交點(diǎn)在工件表面；所述鏟坡滾銑加工單元的燕尾滑板40連接第二換位氣缸41，燕尾滑板上還安裝有異步電機(jī)42和銑刀軸43，該異步電機(jī)通過帶傳動連接銑刀軸，該銑刀軸上安裝有銑刀。鉆碼釘孔時，第一換位氣缸推動滑板將鉆頭尖接近工件，四維坐標(biāo)按數(shù)據(jù)行走到鉆孔中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心線的交點(diǎn)在工件表面時，鉆孔氣缸繼續(xù)推動滑板實(shí)現(xiàn)鉆孔動作。鉆碼釘孔工序完成后，第一換位氣缸將鉆孔單元退回。然后第二換位氣缸推動鏟坡滾銑加工單元接近工件，開始進(jìn)行弦碼鏟坡加工，沿碼釘孔口的一半將弦碼切削一個斜坡，避免琴弦自碼釘絆住后碰到弦碼。最后利用栽碼釘機(jī)在碼釘孔位置自動壓入弦碼碼釘，如圖5所示，該栽碼釘機(jī)在傳統(tǒng)三維數(shù)控坐標(biāo)加工機(jī)縱向溜板箱上加裝了垂直于工作臺面的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)碼釘各向指向(碼釘俯視投影應(yīng)垂直于該號琴弦，鋼琴琴弦的排列為散射狀)。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同；在其法蘭盤的底面同樣連接有直角彎板，該直角彎板的下拉垂直面的右半部裝有直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，左半部裝有自動振料盤44;所述直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)上通過滾動滑塊安裝有滑板，該滑板上安裝有栽釘機(jī)構(gòu)45，該栽釘機(jī)構(gòu)包括沖壓氣缸46、沖桿47、導(dǎo)向套48、進(jìn)料孔49 ;沖桿47的一端連接沖壓氣缸46，另一端與導(dǎo)向套48相匹配，所述沖壓氣缸的沖壓中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心的交點(diǎn)在碼釘孔的中心。該導(dǎo)向套的下端連接進(jìn)料孔；所述自動振料盤44的出口設(shè)有滑梯倉50，該滑梯倉50的下端設(shè)有出料桿51，該出料桿連接出料氣缸52，該滑梯倉的出釘口連接導(dǎo)釘管53的一端，該導(dǎo)釘管53的另一端與進(jìn)料孔49相匹配；當(dāng)出料桿退回時排隊碼釘下落到底，出料桿推出滑梯倉最下端的一個碼釘進(jìn)入導(dǎo)釘管，同時堵住出口以避免排隊碼釘自由滑出，碼釘經(jīng)導(dǎo)釘管在重力作用下滑入導(dǎo)向套，在沖桿的作用下將碼釘經(jīng)進(jìn)料孔壓入碼釘孔內(nèi)。當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)工件的批量生產(chǎn)時，可以用測量機(jī)采集數(shù)據(jù)，在共鳴盤上預(yù)先設(shè)置射頻存儲芯片，將采集到的加工數(shù)據(jù)用射頻賦值到存儲芯片內(nèi)，配馬高機(jī)、鉆馬釘孔和鏟坡機(jī)、弦碼栽釘機(jī)分別用視頻識別采集到本機(jī)床；或經(jīng)計算機(jī)分別傳輸?shù)礁鲾?shù)控加工機(jī)。另夕卜，在上述設(shè)備的各加工機(jī)之間加裝電動滾臺后可以實(shí)現(xiàn)完全自動化。本發(fā)明的工藝有效保證了技術(shù)要求在生產(chǎn)中得以實(shí)現(xiàn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，加工精度高，偏差為±0. 03mm，不超過人工偏差的十分之一，音質(zhì)均勻穩(wěn)定，加工效率提高5倍以上,大大降低了工人的勞動強(qiáng)度,對工人技能、體力、責(zé)任心等均無過高要求。
本發(fā)明在工序中間對可變化的零件實(shí)時自動配加工，不但有效保證了理論尺寸、節(jié)省了人力，某種意義還對前期零件加工降低了要求。
權(quán)利要求
1.一種鋼琴弦碼自動裝配工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟 1)將鋼琴掛弦鐵板裝配到共鳴盤上，共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼，鐵板上的弦枕和次弦枕分布在弦碼的兩側(cè)，弦枕位于弦軸與弦碼之間，次弦枕位于弦碼與掛弦釘之間，在弦枕和次弦枕上各選取30 50個測量點(diǎn)，以共鳴盤底面為基準(zhǔn)面利用數(shù)字測量裝置自動測量并自動記錄各測量點(diǎn)處弦枕和次弦枕的高度，作為弦碼裝配的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后將鋼琴掛弦鐵板取下； 2)根據(jù)步驟I)得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依次將弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n-l，次弦枕測量點(diǎn)設(shè)定為2n，弦碼點(diǎn)設(shè)定為n，n為整數(shù)且n彡I，根據(jù)以下公式⑴確定弦碼點(diǎn)n處的弦碼高度Zn，用數(shù)控弦碼配高裝置自動銑削弦碼至所需高度，Zn = #000 (2n) + [#000(2n_l)-#000(2n)]*i+Cn (I) 其中#000(2n-l)為弦枕測量點(diǎn)處弦枕的高度，#000 (2n)為次弦枕測量點(diǎn)處次弦枕的高度；#000(2n-l)-#000(2n)為相對應(yīng)的兩測量點(diǎn)處弦枕與次弦枕的高度差；i為弦碼點(diǎn)n 至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離與弦枕測量點(diǎn)2n-l至次弦枕測量點(diǎn)2n的距離之比；Cn為該弦碼點(diǎn)n處的所需弦碼高度與兩測量點(diǎn)連線高度的差值，即為成品所需要保證的高差； 3)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鉆孔裝置在弦碼上鉆取弦碼碼釘孔； 4)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控鏟坡裝置沿碼釘孔口的一半將妨礙琴弦的部分弦碼銑削下去； 5)根據(jù)步驟2)確定的弦碼高數(shù)據(jù)，用數(shù)控栽碼釘裝置在碼釘孔位置自動壓入弦碼碼釘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝，其特征在于，在所述數(shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置上分別設(shè)置數(shù)字測量裝置，加工之前使用自身裝備的數(shù)字測量裝置采集數(shù)據(jù)并通過程序自動計算得出加工參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝，其特征在于，將數(shù)字測量裝置測量的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后分別傳輸?shù)綌?shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置作為加工參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝，其特征在于，在共鳴盤上預(yù)先設(shè)置射頻存儲芯片，將數(shù)字測量裝置測量的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后存儲到該芯片中，通過射頻識別將該芯片中的數(shù)據(jù)分別讀入所述數(shù)控弦碼配高裝置、數(shù)控鉆孔裝置、數(shù)控鏟坡裝置及數(shù)控栽碼釘裝置作為加工參數(shù)。
5.一種權(quán)利要求I所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝的專用設(shè)備，其特征在于，該專用設(shè)備包括分別與數(shù)控系統(tǒng)連接的弦碼配高機(jī)、弦碼鉆孔鏟坡機(jī)及栽碼釘機(jī)， 所述弦碼配高機(jī)包括分別設(shè)置在縱向溜板箱上的測量機(jī)構(gòu)(I)和弦碼配高機(jī)構(gòu)(2)，該測量機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)(3)、氣缸(4)和測量頭(5)，伺服電機(jī)(3)通過絲桿(6)與氣缸(4)連接，該氣缸(4)內(nèi)的活塞上附有磁環(huán)(7)，連接活塞的活塞桿(8)下端設(shè)有測量頭(5)，該氣缸(4)外壁設(shè)置有上位原點(diǎn)常開感應(yīng)開關(guān)(9)、下位到位常開感應(yīng)開關(guān)(10)和中位測量常開感應(yīng)開關(guān)(11); 所述弦碼配高機(jī)構(gòu)(2)包括擺動機(jī)構(gòu)，該擺動機(jī)構(gòu)的上半部設(shè)有一段內(nèi)齒輪(12)和輸出齒輪(13)，內(nèi)齒輪(12)與輸出齒輪(13)嚙合，擺動機(jī)構(gòu)的下半部設(shè)有固定弧板(14)和擺動弧板(15)，擺動弧板經(jīng)中隔板(16)與銑軸擺板(17)連接，銑軸擺板經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱(18)與數(shù)控伺服電機(jī)(19)連接，銑軸擺板上裝有異步電機(jī)(20)，該異步電機(jī)通過帶傳動連接銑刀軸(21)，所述弦碼配高機(jī)構(gòu)(2)還包括消除輸出齒輪(13)和內(nèi)齒輪(12)嚙合間隙的預(yù)緊氣缸(22)，該預(yù)緊氣缸(22)固定在溜板箱上，其活塞桿的端部與銑軸擺板(17)連接;所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)包括設(shè)置在縱向溜板箱上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(23)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸(24)上端經(jīng)蝸輪蝸桿減速箱(25)與數(shù)控伺服電機(jī)(26)連接，主軸的中間段設(shè)有軸承支架(27)，主軸的下端設(shè)有法蘭盤(28);該法蘭盤的底面連接有直角彎板(29)，該直角彎板的下拉垂直面(30)的右半部裝有鉆孔單元(31)，左半部裝有鏟坡滾銑加工單元(32);所述鉆孔單元包括直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，在該滑塊機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌(34)上裝有滾動滑塊(35)，該滾動滑塊上安裝有滑板(36)，該滑板與第一換位氣缸(37)和鉆孔氣缸(38)連接；該滑板上安裝有鉆孔電機(jī)(39)，鉆孔電機(jī)的輸出軸端裝夾鉆頭，該鉆頭的鉆孔中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心線相交，工作時交點(diǎn)在工件表面；所述鏟坡滾銑加工單元的燕尾滑板(40)連接第二換位氣缸(41)，燕尾滑板上還安裝有異步電機(jī)(42)和銑刀軸(43)，該異步電機(jī)通過 帶傳動連接銑刀軸，該銑刀軸上安裝有銑刀； 所述栽碼釘機(jī)包括設(shè)置在縱向溜板箱上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，在其直角彎板的下拉垂直面的右半部裝有直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)，左半部裝有自動振料盤(44);所述直線滾動導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)上通過滾動滑塊安裝有滑板，該滑板上安裝有栽釘機(jī)構(gòu)(45)，該栽釘機(jī)構(gòu)包括沖壓氣缸(46)、沖桿(47)、導(dǎo)向套(48)、進(jìn)料孔(49);沖桿(47)的一端連接沖壓氣缸(46)，另一端與導(dǎo)向套(48)相匹配，該導(dǎo)向套的下端連接進(jìn)料孔(49);所述自動振料盤(44)的出口設(shè)有滑梯倉(50)，該滑梯倉的下端設(shè)有出料桿(51)，該出料桿連接出料氣缸(52)，該滑梯倉的出釘口連接導(dǎo)釘管(53)的一端，該導(dǎo)釘管(53)的另一端與進(jìn)料孔(49)相匹配；所述沖壓氣缸的沖壓中心線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主軸中心的交點(diǎn)在碼釘孔的中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝的專用設(shè)備，其特征在于，所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)還包括測量機(jī)構(gòu)，該測量機(jī)構(gòu)設(shè)置在直角彎板的下拉垂直面上，其結(jié)構(gòu)與設(shè)置在所述弦碼配高機(jī)上的測量機(jī)構(gòu)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝的專用設(shè)備，其特征在于，所述栽碼釘機(jī)還包括測量機(jī)構(gòu)，該測量機(jī)構(gòu)設(shè)置在直角彎板的下拉垂直面上，其結(jié)構(gòu)與設(shè)置在所述弦碼配高機(jī)上的測量機(jī)構(gòu)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼琴弦碼自動裝配工藝的專用設(shè)備，其特征在于，所述弦碼鉆孔鏟坡機(jī)與所述栽碼釘機(jī)中的直線導(dǎo)軌與水平面均呈68. 5°夾角。
全文摘要
一種鋼琴弦碼自動裝配工藝及其專用設(shè)備，該工藝包括1)將鋼琴掛弦鐵板裝配到共鳴盤上，共鳴盤上裝有預(yù)留加工量的弦碼，在掛弦鐵板的弦枕和次弦枕上選取30～50個測量點(diǎn)，自動測量各測量點(diǎn)處弦枕和次弦枕的高度并自動記錄；2)根據(jù)自動記錄的數(shù)據(jù)確定弦枕和次弦連線與弦碼各交點(diǎn)處的弦碼高度，將鋼琴掛弦鐵板取下，將弦碼銑削至所需高度；3)在弦碼上鉆取弦碼碼釘孔；4)沿碼釘孔口的一半將妨礙琴弦的部分弦碼銑削下去；5)在碼釘孔位置壓入弦碼碼釘。該專用設(shè)備包括弦枕測量機(jī)，分別與數(shù)控系統(tǒng)連接的弦碼配高機(jī)、弦碼鉆孔鏟坡機(jī)及栽碼釘機(jī)，在數(shù)控單元驅(qū)動下可依次完成測弦枕高、銑削弦碼、鉆弦碼碼釘孔、弦碼鏟坡銑削加工和栽碼釘工序。
文檔編號B23P23/00GK102737621SQ20111008217
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者郭學(xué)成 申請人:郭學(xué)成